Оптимізація режимних параметрів теплоутилізатора котельної установки на основі ексергетичного підходу

Анотація

повітрогрійного теплоутилізатора комбінованої теплоутилізаційної системи газоспоживального котла, призначеної для підігрівання води та дуттьового повітря. Підігрівання повітря в цьому теплоутилізаторі реалізується шляхом глибокого охолодження відхідних димових газів, тобто зі зміною їхнього вологовмісту в процесі теплоутилізації. Проаналізовано можливості використання для оптимізації цього теплоутилізатора комплексної методики на основі структурно-варіантного методу та методів ексергетичного аналізу. Наведено розроблену структурну схему котельної установки з ідентифікацією вхідних і вихідних ексергетичних потоків для всіх елементів установки. Встановлено, що зміна ексергетичних втрат у цьому теплоутилізаторі досить сильно впливає на зміну ефективності всієї теплоутилізаційної системи. Отже, оптимізація режимних параметрів зазначеного теплоутилізатора є необхідною умовою підвищення ефективності теплоутилізації в цілому. Обгрунтовано вибір цільових функцій оптимізації режимних параметрів досліджуваного повітрогрійного теплоутилізатора, ними слугують мультиплікативні ексергетичні критерії ефективності. Проаналізовано отримані залежності ексергетичних критеріїв ефективності від режимних параметрів теплоутилізатора, таких як відношення чисел Рейнольдса димових газів і повітря та відношення початкового і кінцевого вологовмісту димових газів. Встановлено, що мінімум значень критеріїв ефективності, який відповідає максимальній ексергетичній ефективності, спостерігається в області значень відношення початкового і кінцевого вологовмісту димових газів в межах від 2,4 до 3,0. Показано, що при значенні вказаного відношення 2,7 ексергетична ефективність досліджуваного теплоутилизатора не залежить від відношення чисел Рейнольдса димових газів і повітря. Встановлено, що відношення початкового і кінцевого вологовмісту димових газів, що дорівнює 2,7, та відношення чисел Рейнольдса димових газів і повітря, що дорівнюють 0,8 і 1,2 залежно від значень відношення початкового і кінцевого вологовмісту димових газів, можна прийняти оптимальними значеннями режимних параметрів.

Ключові слова: теплоутилізаційні системи, ексергетична ефективність, комплексні методики